[发明专利]一种具有玻璃化转变温度的模材的分离方法

说明书

本发明涉及一种具有玻璃化转变温度的模材的分离方法，将未切割前的高分子模材，在拉伸状态下，保持模材的弹性态，特定温度下切割，使得切割后的单体模材在自身的收缩作用下，得到切割的截面平整，尺寸大小合适的模材单体。本发明的优点在于：本发明的切割方法应力释放效果明显，且无质量损失，具有较高的切割分离良率。

技术领域

本发明属于半导体封装技术领域，特别涉及一种具有玻璃化转变温度的模材的分离方法。

背景技术

目前绝大部分高分子材料的模材在分离的过程中，常用的方法主要有以下几种：辐射能量即激光切割、高速旋转飞轮切割、刀具劈裂及冲切。其中激光切割为采用非接触式的切割方法，其原理是将激光能量通过光学聚焦后获得高能量密度，直接沿模材的切割道将模材进行气化后，分离得到单体模材，但激光产生的聚焦点温度过高，会导致模材变形，且成本很高。而飞轮切割使用的刀具及设备成本高，切割时由于需要一行一行的走道切割，产能效率低，并且需要高压的超纯去离子水进行清洗，进一步增加了加工成本，且由于飞轮切割会产生锯屑，带来模材的质量的损失。刀具劈裂则是利用机械力直接作用在模材的切割道上，实现模材的分离，具有成本低，易实现，工艺简单等优势，但刀具劈裂由于属于刚性(直接硬碰硬)分离技术，切割过程中存在较大的应力作用，在劈裂后会有相邻模材分离不完全，甚至劈裂失败的情况发生，将导致模材切割分离的良品率下降。

而在LED领域内常见的冲切在高分子材料的模材领域内还未见成功的案例报道。主要原因如图1-4所示，由于常规冲切在室温下进行，此时切割温度处于硅胶的玻璃化温度以下，硅胶呈现玻璃化态即固体。而切割刀具本身具有一定的厚度，在向下切割时对切割面两侧的封装体具有明显的挤压力的作用。且这种挤压力会往两侧的方向横向延伸，依次作用在各相邻的封装体上，容易使得切割分离后的LED封装体在多次的挤压应力作用下形变严重，且切割后易造成中间部位鼓起，无法实现下一步的切割后后续的分离，最终造成LED封装体切割分离的良品率较低。

目前LED光源的模材通常采用各种硅胶材料，其主要成分为高分子聚合物，而不同的高分子聚合物材质存在着各自的玻璃化温度(T_g)，即由高弹态转变为玻璃态时所对应下的温度，如：常用CSP模材的硅胶玻璃化温度为37℃，即当该种材质的橡胶在其玻璃化温度37℃以下呈现玻璃化状态，大于玻璃化温度时，材料呈现高弹性态。因此，LED光源的模材在不同的温度下，所对应的物质状态不同(如：在其玻璃化温度以下呈现玻璃化态即固体；在玻璃化温度以上，粘流温度以下呈现半固体；粘流温度以上呈现流体)；且根据不同的温度区域可划分为以下五个温度变化区域：玻璃化区域，玻璃化转化区域，橡胶弹性平坦区域，粘流转换区域及粘流区域，且在五个不同区域内分别所对应的LED光源模材材料相应的形变量也不同。

当低温或者常温即低于玻璃化温度下即玻璃化区域，未切断的相邻LED光源之间的LED模材材料呈现玻璃化即固态，此时在切割过程中存在较大的应力；当应力到一定程度时，超过了该温度下材料的断裂极限，会发生断裂分离，即由弹性形变转变为塑性形变，不利于进一步相邻LED光源之间的分离；当使未分离的相邻LED光源之间的模材材料加热到玻璃化温度附近即玻璃化转化区域，如图5所示为不同温度下LED模材材料的弹性模量的变化关系曲线，可见当材料加热到其玻璃化温度附近时，可使其材料的杨氏模量开始呈现陡峭减小的趋势；当加热温度在橡胶弹性平坦区域时，如图6所示为理论情况下不同温度下LED模材变形关系曲线示意图，可见在该平坦区域内LED模材材料的形变量几乎呈恒定稳定趋势，在该橡胶平坦区域起点温度，以上十分有利于若干LED光源切割后进行分离；若使未分离的相邻LED光源之间的模材材料加热到接近或大于粘流温度T_f时，即粘流转换区域及粘流区域，在如图7所示为不同温度下LED模材变形关系曲线示意图，可见当加热到远高于玻璃化温度，即接近或大于粘流温度T_f后，其材料的形变值呈陡峭变大趋势，模材材料将发生严重形变，此时不利于得到矩形LED光源。

发明内容